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Nat Com:上海交通大学医学院余健秀研究组发表小非编码RNA介导基因沉默作用效率分子机制研究文章

摘要 : 2015年11月19日,国际学术权威刊物自然出版集团旗下子刊《Nature Communications》在线发表上海交通大学医学院余健秀研究组的研究成果。

 2015年11月19日,国际学术权威刊物自然出版集团旗下子刊《Nature Communications》在线发表上海交通大学医学院余健秀研究组题为 “SUMOylation of TARBP2 regulates miRNA/siRNA efficiency”的研究成果,该研究揭示了小非编码RNA介导基因沉默作用效率的分子机制。研究生陈程与朱长红为论文第一作者,余健秀研究员为论文通讯作者。

在生物体内,小非编码RNA(small non-coding RNA, sncRNA,主要包括miRNA和siRNA)介导基因沉默是转录后调控基因表达的一种最重要方式,但其有效性如何实现及其作用效率如何被精细地调控的分子机制至今尚不明确。

余健秀研究组发现,miRNA生成途径中的关键蛋白TARBP2的类泛素化(SUMO化)修饰,可以使miRNA/siRNA有效地发挥基因沉默的功能。研究组成员发现,TARBP2可以在其第52位上的赖氨酸残基上发生SUMO化修饰,但这一修饰并不影响miRNA/siRNA的加工生成。通过进一步的研究,他们发现TARBP2的SUMO化修饰能够增强其与小RNA前体分子和 AGO2蛋白之间的相互作用。经SUMO化修饰的TARBP2蛋白能够与DICER一起招募更多的AGO2蛋白,以形成RNA装载复合体(RNA loading complex,RLC),进而促进更多的小RNA前体分子装载入RLC。同时,TARBP2的SUMO化修饰还能增强其自身及AGO2蛋白的稳定性,并有效地将已剪切加工的成熟小RNA从TARBP2/DICER复合物中转移到AGO2蛋白中。随后成熟小RNA的有意义链进入AGO2蛋白中,形成小RNA介导的沉默复合体(RNA-induced silencing complex, RISC),从而实现miRNA/siRNA介导基因沉默的有效发挥。

该研究还发现,TARBP2的磷酸化修饰能增强其自身的SUMO化修饰,而其SUMO化修饰又能抑制其自身的泛素化修饰。最后,研究者还发现TARBP2的SUMO化修饰在调控肿瘤发生发展中有着重要的作用。该研究属首次阐明了miRNA/siRNA介导基因沉默效率的分子调控机制。余健秀研究组近期在蛋白质修饰、非编码RNA调控肿瘤细胞的生长与转移等方面已发表了一系列文章。

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图:sncRNA介导基因沉默作用机制

原文链接:

SUMOylation of TARBP2 regulates miRNA/siRNA efficiency

原文摘要:

Small RNA-induced gene silencing is essential for post-transcriptional regulation of gene expression; however, it remains unclear how miRNA/siRNA efficiency is regulated. Here we show that TARBP2 is SUMOylated at K52, which can be enhanced by its phosphorylation. This modification can stabilize TARBP2 via repressing its K48-linked ubiquitination. We find that TARBP2 SUMOylation does not influence the overall production of mature miRNAs, but it regulates miRNA/siRNA efficiency. SUMOylated TARBP2 recruits Ago2 to constitute the RNA-induced silencing complex (RISC)-loading complex (RLC), and simultaneously promotes more pre-miRNAs to load into the RLC. Consequently, Ago2 is stabilized and miRNAs/siRNAs bound by TARBP2/Dicer is effectively transferred to Ago2. Thus, these processes lead to the formation of the effective RISC for RNA interference (RNAi). Collectively, our data suggest that SUMOylation of TARBP2 is required for regulating miRNA/siRNA efficiency, which is a general mechanism of miRNA/siRNA regulation.

来源: Nature Communications 浏览次数:0

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